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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) f[*g8p  
应用示例简述 tR .>d  
1. 系统细节 'JO}6 ;W  
 光源 u= Ga}  
— 高斯激光束 #sv:)p  
 组件 LWxP}? =  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^U^K\rq 1u  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 *l@T 9L[M'  
 探测器 Abpzf\F  
— 视觉感知的仿真 K#N5S]2yb  
— 高帽,转换效率,信噪比 MH]?:]K9V  
 建模/设计 Gx|/ Jq  
— 场追迹: J! "m{ 8-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 x}f)P  
ti<;>P[4  
2. 系统说明 ]E*xn  
.B! L+M< [  
u$ vLwJ|o  
BA9;=orx  
3. 建模&设计结果 lrgvY>E0  
"/x/]Qx2  
不同真实傅里叶透镜的结果: M2A3]wd2a  
ZC&~InN  
_AiGD  
C@MJn)$4  
4. 总结 }]pOR&o  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 L(/wsw~y*  
v){X&HbP  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 aSeh?2n8  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6f J5Y iQ  
CbMClnF  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 lC^?Jk[N  
cMfnc.P\K  
应用示例详细内容 [5]* Be  
^izf&W.j!  
系统参数 oTeQY[%$  
>SS979  
1. 该应用实例的内容 Lf,C5 0  
<$ %Y#I'zX  
fM<g++X  
} d7o-  
U6M&7 l8  
2. 仿真任务 ]r1Lr{7^S  
>kV=h?]Y  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 D|8h^*Ya  
+s5Yg,4*  
3. 参数:准直输入光源 ZQ~EaI9R  
XOzZtt  
=1j`VJU9  
P' k`H  
4. 参数:SLM透射函数 p{JE@TM  
o&E2ds3  
Rx4O?7;  
5. 由理想系统到实际系统 {"^#CSi  
.Tc?9X~4  
`"|u NVn  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 SA6.g2pFz  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 pB79#4  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 LYS[qLpf  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 LMYO>]dg  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 V7>{,  
SG3qNM: g  
M+\LH  
Z9lfd6MU,  
K9UWyM<(2C  
应用示例详细内容 G6j9,#2@  
0Yc#fD  
仿真&结果 y &%2  
9Dx9alJR  
1. VirtualLab中SLM的仿真 @RS|}M^4  
ON$-g_s>)  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 4";[Xr{pW  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t/:]\|]WB  
 为优化计算加入一个旋转平面 +DP{_x)t  
q0QB[)AP  
" ZFK-jn/  
Gw Z(3  
2. 参数:双凸球面透镜 mdIa`OZr  
0t}&32lL&  
U*Pi%J  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 2aO.t  
 由于对称形状,前后焦距一致。 J9/}ZD^  
 参数是对应波长532nm。 Q u@T}Ci  
 透镜材料N-BK7。 NpYzN|W:  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9p<ZSh  
5J<ghv>\P  
Tg.}rNA4  
+0WI;M4i  
SiQszV.&  
[0mg\n?  
3. 结果:双凸球面透镜 = eDi8A*~  
j]5bs*G  
) %&~CW+  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 m%km@G$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 GFBku^pi  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 + %07J6  
IPT\d^|f  
}Qm: g  
"i;c)ZP  
)R'~{;z }  
4. 参数:优化球面透镜 B @8 ]!  
lZ9rB^!  
BSB;0OM  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W{(q7>g  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 nB1[OB{  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 +1%7*2q,  
 透镜材料同样为N-BK7。 -(]s!,  
8/dx)*JCq  
WD7IF+v  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 td#B$$[  
nuip  
/&#Gh?z  
Akbt%&  
5. 结果:优化的球面透镜 69$[yt>KYz  
Yq?FiE0  
8=U0\<wT  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (}u2) 9  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 AsW!GdIN  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 tmJ-2  
(/r l\I  
vP{22P  
Ej]:j8^W  
6. 参数:非球面透镜 \'gb{JO  
hY@rt,! 8  
U\ Et  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 [Cx'a7KWL  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 yIL6Sb  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 V6C*d:  
$ &Ntdn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 eI7FbOze  
`"/s,"c:D  
\qA g] -  
8AK=FX&@&  
R>iRnrn:-  
7. 结果:非球面透镜  ju-tx :  
5DEK`#*  
69{BJ] q  
 生成期望的高帽光束形状。 4iD-jM_D  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。  TM1isZ  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 oWu2}#~z_  
1yS [;  
 0#AS>K5  
ur,!-t(~t  
gua +-##)  
8. 总结 O"$uw  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 PE~umY]  
H <|ilL'fX  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -.>b7ui  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ca&5"aki  
c&{1Z&Y  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 5v f?E"\r  
,F,\bp}  
扩展阅读 M?i U$qI  
^]&uMkPN  
扩展阅读 O]\6Pv@N  
 开始视频 [\ M$a|K  
-     光路图介绍 mIK-a{?G  
 该应用示例相关文件: "B~c/%#PH  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 4$);x/ a  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
csceu+ IA  
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